Pascal C03 4 097 Posté(e) 30 avril https://www.lemonde.fr/sciences/article/2024/04/30/en-suede-sur-le-chantier-d-une-formidable-forge-a-neutrons_6230809_1650684.html C'est de la physique mais la physique rejoint l'astro. Si une fusée d'ici bas peut expliquer à quoi va servir cet accélérateur ? Merci 2 Partager ce message Lien à poster Partager sur d’autres sites
PETIT OURS 24 706 Posté(e) 1 mai salut Pascal tu veux que je retourne à l'école?, pauvre profs qui pensent encore à moi, hélas ..... Partager ce message Lien à poster Partager sur d’autres sites
George Black 5 897 Posté(e) 1 mai (modifié) Salut la compagnie ! Besoin de quelques infos sur l'ESS ? Alors on y va ! 1. On va commencer par une histoire de neutrons ! Comme vous le savez, les neutrons, avec les protons, constituent les noyaux des atomes. Le neutron a été découvert par James Chadwick en 1932. Le neutron a une durée de vie en dehors du noyau d'environ 15 minutes. Il se désintègre en un proton, un électron, et un antineutrino. De masse comparable à celle des protons, le neutron, bien que neutre, possède un moment magnétique, autrement dit, il se comporte comme un petit aimant, tout comme le proton ou l'électron qui eux sont chargés. Cette particularité provient du fait que le neutron, comme le proton, est constitué de particules plus fondamentales, les quarks, qui elles sont chargées. Le neutron est produit notamment au cours des réactions de fission nucléaires, par exemple lors de la fission d'un noyau d'uranium 235. Les neutrons produits sont susceptibles à leur tour d'entrainer la fission d'autres noyaux d'uranium 235. Le neutron, de par ses caractéristiques, est une formidable sonde pour les physiciens : - Par exemple, s'il se déplace suffisamment lentement, à moins de 2 km/s, le neutron peut interagir avec la matière pour sonder les modes de vibration des matériaux solides à l'échelle moléculaire (on parle de phonons). Son moment magnétique permet également de sonder les propriétés magnétiques de la matière. L'analyse des neutrons diffusés par la matière permet ainsi d'obtenir des renseignements précieux en physique des matériaux, notamment à visée technologique. On peut même étudier ainsi les propriétés des protéines, ce qui présente un intérêt en biologie. Le neutron est une sonde de première importance en physique du solide. - Les neutrons peuvent pénétrer profondément la matière selon leur énergie (leur vitesse). De ce fait, on peut les utiliser comme on le fait avec les rayons X pour analyser des objets, que cela soit en mécanique, ou encore en archéologie (y compris sur des momies par exemple). La différence avec les rayons X est que la manière qu'ont les neutrons d'interagir avec la matière permet d'avoir des informations sur la matière contenue dans l'objet analysé. - Bien entendu, le neutron est présent dans les réacteurs nucléaires, et entraîne un vieillissement des matériaux qui constituent la centrale au niveau du cœur du réacteur. De fait, disposer d'une source de neutrons contrôlée permet d'étudier le vieillissement de ces matériaux pour optimiser la conception des centrales. - Par ailleurs, lorsque l'on bombarde certains matériaux avec des neutrons, on obtient ce que l'on nomme des radio-isotopes. Autrement dit, des matériaux radioactifs, généralement n'existant pas dans la nature, et qui présentent de nombreux atouts technologiques et médicaux. Notamment pour la scintigraphie médicale ou encore la radiothérapie. D'où l'intérêt de disposer de sources de neutrons. - Enfin, le neutron est une cible de choix pour détecter de la nouvelle physique, i.e. des phénomènes physiques qui ne sont pas prévus par le modèle standard de la physique des particules. Dans le cadre de ce dernier, on connait très très bien les propriétés du neutron. De fait, on cherche par exemple à mesurer des anomalies qui trahiraient une nouvelle physique : anomalie sur la durée de vie du neutron, anomalie sur son moment magnétique ou sur l'existence d'un moment dipolaire électrique, interactions nouvelles (cinquième force), oscillation avec des états cachés, etc... Donc, on le voit, le neutron est le couteau suisse du physicien (et même du chimiste et du biologiste, voir de l'ingénieur ou de l'archéologue), il faut des sources de neutrons ! Modifié 1 mai par George Black 4 1 7 Partager ce message Lien à poster Partager sur d’autres sites
George Black 5 897 Posté(e) 1 mai 2. Comment produire des neutrons ? a. Le réacteur ! Le moyen le plus efficace et le plus simple de produire des neutrons est au cours de réactions de fission nucléaires. En gros, un réacteur nucléaire est une source de neutrons ! Traditionnellement, dans un réacteur visant à produire de l'électricité, les neutrons sont essentiellement freinés et absorbés, par exemple grâce à de l'eau. En effet, contrairement aux autres radiations, telles que les rayonnements gamma (qui sont des ondes électromagnétiques), les béta (qui sont des électrons ou antiélectrons) ou les alpha (des noyaux d'hélium), les métaux ne sont pas des bonnes protections contre les neutrons. En revanche, des matériaux comme l'eau, la paraffine, le polyéthylène, les composés du bore, sont bons à cela ! L'astuce si on veut transformer un réacteur nucléaire en source de neutrons est de disposer dans la piscine du réacteur des conduites, des tubes, qui vont servir à capturer et canaliser les neutrons. On peut ensuite sélectionner les neutrons en fonction de leurs énergies, et créer des faisceaux qui vont alimenter différentes expériences. En France, nous avons un laboratoire de renommée internationale pour cela : l'Institut Laue-Langevin à Grenoble ! Je vous invite à lire la page Wikipédia à son sujet : https://fr.wikipedia.org/wiki/Institut_Laue-Langevin cela permet de se faire une idée de l'importance fondamentale de ce réacteur pour la recherche ! Sur la page Youtube de l'institut, vous pourrez réaliser la richesse et la diversité des recherches qui y sont conduites ! Je précise que l'institut est avant tout un consortium international principalement européen. https://www.youtube.com/@InstitutLaueLangevin/videos Et si vous ne voulez pas tout voir à voir tout de même les petites vidéos de présentation : 4 3 Partager ce message Lien à poster Partager sur d’autres sites
George Black 5 897 Posté(e) 1 mai 2. Comment produire des neutrons ? b. La spallation ! La spallation est l'autre manière de produire des neutrons. On utilise un accélérateur de particules qui va accélérer des protons obtenus à partir d'un gaz de dihydrogène que l'on ionise. Les protons frappent ensuite une cible de tungstène refroidie. La collision entre les protons et les noyaux de tungstène va produire des neutrons dans diverses gammes d'énergie, qui là encore, vont permettre grosso modo de faire les même choses qu'à l'ILL (l'Institut Laue-Langevin). L'avantage de l'ESS (European Spallation Source) est que l'accélérateur est totalement alimenté électriquement en énergies renouvelables. On n'utilise donc pas de combustible nucléaire pour produire les neutrons, et l'énergie utilisée est verte. Quel est l'intérêt de l'ESS par rapport à l'ILL ? En fait, l'intensité des neutrons produite est moindre qu'à l'ILL. L'ILL reste et restera une source compétitive. En revanche, l'ESS permet de diversifier et surtout d'élargir au niveau européen la disponibilité des sources de neutrons pour la recherche scientifique. Par ailleurs, l'approche est séduisante dans la mesure où elle repose sur du renouvelable. A noter enfin que d'autres sources de neutrons pour la recherche existent ailleurs dans le monde : https://www.ncnr.nist.gov/nsources.html Actuellement, l'ILL passe pour être la plus compétitive. Si vous avez des questions n'hésitez pas. 6 2 Partager ce message Lien à poster Partager sur d’autres sites
Pascal C03 4 097 Posté(e) 1 mai L'électricité nucléaire, n'est pas aussi verte qu'une chute d'eau mais n'est pas mal non plus ! Ok, c'est davantage un outil de plus qu'un outil qui scrute plus profondément la matière... Le neutron, c'est la particule immortelle à temps partiel ? Sinon, on reste dans les particules et l'astro... Je regardais cet aprem les chambres à brouillard et certains font des choses simplissimes ! Tu as déjà fait ce genre de manip simple ? https://www.youtube.com/watch?v=xky3f1aSkB8&ab_channel=USLHC 2 1 Partager ce message Lien à poster Partager sur d’autres sites
